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渦街流量計的工作原理,應用及常見故障分析
發布時間:2021-03-04 06:51:27
一、渦街流量計的工作原理:
 
  渦街流量計的原理是在流量計管道中,設置一滯流件,當流體流經滯流件時,由于滯流件表面的滯流作用等原因,在其下游會產生兩列不對稱的旋渦,這些旋渦在滯流件的側后方分開,形成所謂的卡門(Karman)旋渦列,兩列旋渦的旋轉方向是相反的,卡門從理論上證明了當h/L=0.281(h為兩旋渦列之間的寬度,L為兩個相鄰旋渦間的距離)時,旋渦列是穩定的。
 
  渦街流量計是基于卡門渦街原理制成的一種流體振蕩性流量計。即在流動的流體中放置一個非流線型的對稱形狀的物體(渦街流量傳感器中稱之為漩渦發生體),就會在其下流兩側產生兩列有規律的漩渦即卡門渦街,其漩渦頻率正比于來流速度:F=Stu/d
 
  式中F—渦街頻率d—漩渦發生體寬度
 
  u—來流速度St—斯特勞哈爾數
 
  St的值與漩渦發生體寬度d和雷諾數Re有關。當雷諾數Re<2×104情況下,St為變數:當Re在2×104~7×106的范圍內,St值基本上保持不變,這段范圍為流量計的基本測量范圍。雷諾數Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數,其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值。
 
  上式表明,當d和St為定值時,漩渦產生的頻率F與流體的平均流速u成正比,通過測量漩渦的頻率就可得到流體的流量,利用這一特性制成了渦街流量計。
 
  二、渦街流量計的特點:
 
  1.渦街流量計幾乎可用于一切可形成旋渦列的場合,不僅可用于封閉的管道,還可用于開放的溝槽。
 
  2.應用范圍廣,氣體、液體和蒸汽都可測量。
 
  3.渦街流量計沒有可動的機械部件,維護工作量小,儀表常數穩定;與孔板式流量計相比,渦街流量計測量范圍大,壓力損失小,準確度高,不需配導壓管,安裝與維護簡單。
 
  4.但渦街流量計的環境相關參數較多,容易在使用現場被忽略而影響流量計性能的正確發揮。
 
  5.渦街流量計的測量范圍較大,一般10:1
 
  6.使用時注意避免機械振動,尤其是管道的橫向振動
 
  7.介質溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響
 
  三、渦街流量計常見的故障
 
  ①指示長期不準;②始終無指示;③指示大范圍波動,無法讀數;④指示不回零;⑤小流量時無指示;⑧大流量時指示還可以,小流量時指示不準;⑦流量變化時指示變化跟不上;⑧儀表K系數無法確定,多處資料均不一致。
 
  1、選型方面的問題。有些渦街傳感器在口徑選型上或者在設計選型之后由于工藝條件變動,使得選擇大了―個規格,實際選型應選擇盡可能小的口徑,以提高測量精度,這方面的原因主要同問題①、③、⑥有關。比如,一條渦街管線設計上供幾個設備使用,由于工藝部分設備有時候不使用,造成目前實際使用流量減小,實際使用造成原設計選型口徑過大,相當于提高了可測的流量下限,工藝管道小流量時指示無法保證,流量大時還可以使用,因為如果要重新改造有時候難度太大.工藝條件的變動只是臨時的。可結合參數的重新整定以提高指示準確度。
 
  2、安裝方面的問題。主要是傳感器前面的直管段長度不夠,影響測量精度,這方面的原因主要同問題①有關。
 
  3、參數整定方向的原因。由于參數錯誤,導致儀表指示有誤.參數錯誤使得二次儀表滿度頻率計算錯誤,這方面的原因主要同問題①、③有關。滿度頻率相差不多的使得指示長期不準,實際滿度頻率大干計算的滿度頻率的使得指示大范圍波動,無法讀數,而資料上參數的不一致性又影響了參數的*終確定,解決辦法是確定參數重新標定。
 
  4、二次儀表故障。這部分故障較多,包括:一次儀表電路板有斷線之處,量程設定有個別位顯示壞,K系數設定有個別位顯示壞,使得無法確定量程設定以及K系數設定,這部分原因主要向問題①、②有關。通過修復相應的故障,問題就能得以解決。
 
  5、線路連接問題。部分回路表面上看線路連接很好,仔細檢查,有的接頭實際已松動造成回路中斷,有的接頭雖連接很緊但由于副線問題緊固螺釘卻緊固在了線皮上,也使得回路中斷,這部分原因主要同問題②有關。
 
  6、二次儀表與后續儀表的連接問題。由于后續儀表的問題或者由于后續儀表的檢修,使得二次儀表的mA輸出回路中斷,對于這類型的二次儀表來說,這部分原因主要同問題②有關。
 
  7、由于二次儀表平軸電纜故障造成回路始終無指示。由于長期運行,再加上受到灰塵的影響,造成平軸電纜故障,通過清洗或者更換平軸電線,問題可得以解決。
 
  8、對于問題⑦主要是由于二次儀表顯示表頭線圈固定螺絲松,造成表頭下沉,指針與表殼摩擦大,動作不靈,通過調整表頭并重新固定,問題相應解決。
 
  9、使用環境問題。尤其是安裝在地井中的傳感器部分,由于環境濕度大,造成線路板受潮,這部分原因主要同問題②、②有關。解決辦法是改用分體式流量計。
 
  10、由于現場調校不好,或者由于調校之后的實際情況的再變動。由于現場振動噪聲平衡調整以及靈敏度調整不好.或者由于調整之后運行一段時間之后現場情況的再變動,造成指示問題、這部分原因主要同問題④、⑤有關。使用示波器,加上結合工藝運行情況,重新調整。
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